气—液—固三相磨粒流光整加工工艺优化及控制系统的研究
发布时间：2020-12-05 03:44
在现代光学应用、电子信息等高科技领域,大量大平面型精密光学零件和功能晶体材料常常需要进行超光滑表面加工。由于工艺要求高,目前仍缺乏一种高效、清洁、高良品率的自动化加工方案。针对大平面工件超精密加工的现状,提出了气-液-固三相磨粒流光整加工方法。利用气泡在溃灭时释放的能量,加速驱动磨粒运动,有效提升了抛光效率。基于对该方法的工艺进行了深入研究,本文的主要工作如下:（1）以大平面工件表面的精密加工制造难题为背景,对国内外已有加工方法进行了详细的调研,指出了流体加工方法的优势与不足。结合结构化流道中的液-固两相流抛光方法和气泡溃灭理论,介绍了气-液-固三相磨粒流光整加工方法的原理、结构及加工工艺参数。（2）分析了气-液-固三相磨粒流加工过程中温度升高对光整加工的负面影响,提出了自适应改变入口流速的新工艺。基于前期流体光整加工的研究成果,建立了相关数学模型,通过数值分析得出不同温度下对应最优入口流速值,作为控制系统的调速依据。（3）为了对流速进行精确控制,设计并优化了模糊PID控制系统。通过对基于该算法的控制系统的仿真表明其具备良好性能,最后在实验结果中验证了该调速控制系统对流速的输出数据离散...
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
超光滑表面加工的应用
第 1 章 绪 论其抛光工具头部是一个气压在线可控的柔性气囊，气囊外覆盖抛光布作为抛光工作面，内置电机驱动抛光头旋转，利用气压可控使气囊最大限度与被抛光曲面仿形接触，从而取得曲面抛光应用领域的优势，如图 1-2(b)；化学机械抛光（Chemical MechanicalPolishing, CMP）[15,16]，将工件的待加工表面朝下的方式在一定的压力下压向抛光垫，在抛光垫和工件中间存在抛光液（纳米级颗粒、化学氧化剂、液体等组成的混合液）流动的条件下，借助于抛光垫和抛光件的相对运动，在磨粒的机械磨削及氧化剂的化学腐蚀双重作用下来完成对工件表面的材料去除，并获得光洁的表面。
1.具有结构化表面的工件 2.被约束流道内的磨粒流 3.约束模块图 1-3 加入约束模块的结构化表面抛光装置结构图续微量切削使得液-固二相软性磨粒流在精密光整体动压力下抛光效率然仍受到了局限。研究表明[2壁面溃灭时，将对壁面产生一定的轰击作用，如果成破坏作用，这就是通常所说的汽蚀现象。如果能使之产生合适的冲击力度，作用于流体中的微细磨作用，以此提高流体抛光效率。三相流流动问题远比单相流体及两相流体的流动量、动能、能量的相互作用十分复杂，难以精确描，且主要是以外特性试验研究为主。庞佑霞等人[26进行数值分析，进一步了解了流体机械过流部件在理。付强等人[29]对离心泵中输送的水、固体颗粒、
【参考文献】：
期刊论文
[1]ZnS光学表面平坦化工艺研究[J]. 姬娇,刘卫国,周顺,包强. 西安工业大学学报. 2015(12)
[2]高效磁流变平整加工中的励磁装置优化及试验研究[J]. 王永强,尹韶辉,魏长青,陈逢军,罗虎,龚胜. 机械工程学报. 2015(17)
[3]超光滑表面加工技术研究进展[J]. 文东辉,周海锋,徐钉,朴钟宇. 机电工程. 2015(05)
[4]高压共轨喷油器控制阀空化研究[J]. 段炼,袁寿其,胡林峰,李德桃,夏兴兰,俞建达. 农业机械学报. 2015(05)
[5]软性磨粒流加工特性及近壁区域微切削机理[J]. 李琛,计时鸣,谭大鹏,刘曦泽. 机械工程学报. 2014(09)
[6]确定性抛光非球面光学元件残余误差的评价方法[J]. 王春锦,王振忠,潘日,谢银辉,郭隐彪. 机械工程学报. 2014(09)
[7]大尺度光学玻璃抛光技术研究[J]. 柳源,闫如忠. 机床与液压. 2014(03)
[8]软性磨粒流中颗粒碰撞和颗粒体积分数对磨削效果的影响[J]. 计时鸣,王嘉琦,谭大鹏,张鹤腾,蔡姚杰. 应用基础与工程科学学报. 2013(05)
[9]小磨头自适应抛光抑制高精度非球面中频误差[J]. 张健,代雷,王飞,王立朋. 光学学报. 2013(08)
[10]软性磨粒流精密加工工艺参数优化方法[J]. 计时鸣,周龙兵,谭大鹏. 中国机械工程. 2013(14)
硕士论文
[1]基于模糊PID的电热炉温度智能控制系统[D]. 何荣誉.湖南大学 2014
[2]面向软性磨粒流加工的模糊控制系统的研究[D]. 周龙兵.浙江工业大学 2012
[3]基于模糊PID参数自整定算法的钟罩炉温度控制系统[D]. 谭旭良.中南大学 2012
[4]微纳米气泡发生装置研究[D]. 刘季霖.浙江大学 2012
[5]气泡逸出控制措施对气泡船减阻效果影响的数值研究[D]. 邹存伟.武汉理工大学 2009
[6]智能PID算法的研究及其在温度控制中的应用[D]. 文科星.东华大学 2009
[7]基于模糊PID控制的变频调速恒压供水控制系统[D]. 王瑞兰.山东大学 2006
本文编号：2898814
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
超光滑表面加工的应用
第 1 章 绪 论其抛光工具头部是一个气压在线可控的柔性气囊，气囊外覆盖抛光布作为抛光工作面，内置电机驱动抛光头旋转，利用气压可控使气囊最大限度与被抛光曲面仿形接触，从而取得曲面抛光应用领域的优势，如图 1-2(b)；化学机械抛光（Chemical MechanicalPolishing, CMP）[15,16]，将工件的待加工表面朝下的方式在一定的压力下压向抛光垫，在抛光垫和工件中间存在抛光液（纳米级颗粒、化学氧化剂、液体等组成的混合液）流动的条件下，借助于抛光垫和抛光件的相对运动，在磨粒的机械磨削及氧化剂的化学腐蚀双重作用下来完成对工件表面的材料去除，并获得光洁的表面。
1.具有结构化表面的工件 2.被约束流道内的磨粒流 3.约束模块图 1-3 加入约束模块的结构化表面抛光装置结构图续微量切削使得液-固二相软性磨粒流在精密光整体动压力下抛光效率然仍受到了局限。研究表明[2壁面溃灭时，将对壁面产生一定的轰击作用，如果成破坏作用，这就是通常所说的汽蚀现象。如果能使之产生合适的冲击力度，作用于流体中的微细磨作用，以此提高流体抛光效率。三相流流动问题远比单相流体及两相流体的流动量、动能、能量的相互作用十分复杂，难以精确描，且主要是以外特性试验研究为主。庞佑霞等人[26进行数值分析，进一步了解了流体机械过流部件在理。付强等人[29]对离心泵中输送的水、固体颗粒、
【参考文献】：
期刊论文
[1]ZnS光学表面平坦化工艺研究[J]. 姬娇,刘卫国,周顺,包强. 西安工业大学学报. 2015(12)
[2]高效磁流变平整加工中的励磁装置优化及试验研究[J]. 王永强,尹韶辉,魏长青,陈逢军,罗虎,龚胜. 机械工程学报. 2015(17)
[3]超光滑表面加工技术研究进展[J]. 文东辉,周海锋,徐钉,朴钟宇. 机电工程. 2015(05)
[4]高压共轨喷油器控制阀空化研究[J]. 段炼,袁寿其,胡林峰,李德桃,夏兴兰,俞建达. 农业机械学报. 2015(05)
[5]软性磨粒流加工特性及近壁区域微切削机理[J]. 李琛,计时鸣,谭大鹏,刘曦泽. 机械工程学报. 2014(09)
[6]确定性抛光非球面光学元件残余误差的评价方法[J]. 王春锦,王振忠,潘日,谢银辉,郭隐彪. 机械工程学报. 2014(09)
[7]大尺度光学玻璃抛光技术研究[J]. 柳源,闫如忠. 机床与液压. 2014(03)
[8]软性磨粒流中颗粒碰撞和颗粒体积分数对磨削效果的影响[J]. 计时鸣,王嘉琦,谭大鹏,张鹤腾,蔡姚杰. 应用基础与工程科学学报. 2013(05)
[9]小磨头自适应抛光抑制高精度非球面中频误差[J]. 张健,代雷,王飞,王立朋. 光学学报. 2013(08)
[10]软性磨粒流精密加工工艺参数优化方法[J]. 计时鸣,周龙兵,谭大鹏. 中国机械工程. 2013(14)
硕士论文
[1]基于模糊PID的电热炉温度智能控制系统[D]. 何荣誉.湖南大学 2014
[2]面向软性磨粒流加工的模糊控制系统的研究[D]. 周龙兵.浙江工业大学 2012
[3]基于模糊PID参数自整定算法的钟罩炉温度控制系统[D]. 谭旭良.中南大学 2012
[4]微纳米气泡发生装置研究[D]. 刘季霖.浙江大学 2012
[5]气泡逸出控制措施对气泡船减阻效果影响的数值研究[D]. 邹存伟.武汉理工大学 2009
[6]智能PID算法的研究及其在温度控制中的应用[D]. 文科星.东华大学 2009
[7]基于模糊PID控制的变频调速恒压供水控制系统[D]. 王瑞兰.山东大学 2006
本文编号：2898814
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